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    生物技術前沿一周縱覽(2014年12月19日)

    2014-12-19 08:04 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

     miRNA調控水稻葉片衰老

     
    提高糧食產量的途徑之一是延緩葉片衰老,并延長光合作用時間。MicroRNAs(miRNAs)是真核生物衰老和細胞衰老的關鍵調節因子。研究人員系統研究了miRNAs在水稻葉片衰老過程中發揮的作用??蒲腥藛T采用高通量測序技術對兩個不同株系的超級雜交稻(N2Y6,抗衰老稻和LYP9,易衰老稻)葉片構建并測定了6個小RNA文庫、6個DGE文庫和2個降解組文庫?;谶@些測序數據,對兩個不同品種的雜交稻的miRNA和其靶基因進行深入分析。實驗共鑒定出372個已知miRNAs、162個候選miRNAs和1145個miRNA靶基因。鑒定出6個miRNA家族,分別靶向編碼AP2、鋅指蛋白、水楊酸誘導蛋白19(SIP19)、生長素響應因子(ARF)和NAC轉錄因子的基因,發現這些miRNAs可通過植物激素信號轉導通路參與調控葉片衰老。此項研究成果為理解miRNA介導水稻葉片衰老提供了重要信息,并為水稻育種奠定了重要基礎。(PLoS ONE
     
     
    植物花器官發育調控機制解析
     
    花是植物的繁殖器官,是決定植物生存能力和糧食產量的關鍵因素之一。WOX家族基因編碼一類植物特有的含有高度保守同源異型結構域的轉錄因子,在以花為代表的植物側生器官發育過程中發揮關鍵作用。中國農科院生物技術所科研人員通過定向篩選豆科模式植物蒺藜苜蓿Tnt1逆轉座子插入突變體庫獲得了一系列側生器官發育異常突變體,其中分離鑒定的花器官發育異常突變體loose flower(lfl)的WOX家族基因LFL功能缺失,表現為花器官發育異常,融合缺陷,結實率嚴重下降。進一步研究證明LFL基因在花器官融合過程中主要發揮轉錄抑制子的調控作用。該項研究工作從蛋白水平上揭示了WOX家族基因調控蒺藜苜?;ㄆ鞴偃诤系淖饔脵C制,證明了器官融合對于維持植物花器官的形態結構以及保證傳粉和生殖成功等方面發揮著重要作用。(The Plant Journal)
     
     
    昆明植物所植物系統性抗蟲信號研究取得進展
     
    植物受到昆蟲取食后,能在受損傷組織產生一系列的生理變化,從而提高植物的抗蟲能力。研究人員以野生煙草(Nicotiana attenuata)為研究對象,詳細分析了機械損傷、模擬昆蟲取食對植物系統性抗性的誘導性。研究發現野生煙草受到模擬昆蟲取食后,被取食葉片能夠快速激活SIPK(一個重要的有絲分裂原激活蛋白激酶),并合成植物激素茉莉酸(JA),從而積累抗蟲化合物胰蛋白酶抑制劑。然而,只有植物感受到昆蟲口腔分泌物(oral secretion)中的FAC(fatty acid-amino acid conjugates)類物質的時候才能調動某些系統性葉片中的SIPK和JA,而機械損傷則不能誘導這些響應,說明某些系統性響應依賴于植物對昆蟲的特異識別。此外,研究發現,這個可信號在10分鐘之內就可以從被取食葉片轉運出來,具有快速和專一的特點。(BMC Plant Biology
     
     
    首次鑒定與丹參酮合成相關miRNAs
     
    丹參(Salvia miltiorrhiza)是在亞洲國家非常流行的一種中藥。它的干根含有丹參酮、原兒茶醛、丹酚酸B和迷迭香,常用于治療多種疾病。目前幾乎沒有關丹參的miRNAs報道。研究人員首次對丹參的miRNA組進行了系統發掘,并探討了miRNA在丹參酮合成中所發揮的功能。首先采用高通量測序技術分別對根、莖、葉和花的miRNA進行鑒定,共鑒定出452個已知miRNAs和40個新miRNAs。進一步采用降解組測序對miRNA調控的靶基因進行高通量鑒定。降解組測序分析鑒定出25個miRNA剪切調控的69個靶基因,在這些靶基因中,發現參與丹參酮合成的乙酰CoA?;D移酶可被miR5072剪切調控。此項研究為了解miRNAs在丹參中的組織特異性表達模式提供了重要信息,并為將來研究miRNA介導的丹參酮生物合成奠定了基礎。(PLoS ONE
     
     
    全面解碼鳥類起源過程,揭秘羽毛、飛行、鳴叫等演化機制

    現代鳥類的祖先是如何逃過6600萬年前白堊紀的那場大浩劫,擺脫了恐龍和當時地球上絕大多數生物滅絕的命運而存活下來?在一國際團隊歷經4年的努力下,生物演化史上這一重要的篇章得以重新還原。這是迄今為止對同一類群物種最大規模的基因組演化歷程分析,也是利用比較基因組學揭示生物宏觀演化歷史的重要一步。國際鳥類基因組研究聯盟于12月12日在Science和其他雜志上以??问郊泄剂?8篇首期研究成果。這些成果中,其中有8篇刊登在Science鳥類???,其余的20篇將陸續刊登在Genome Biology、GigaScience等其它雜志上。全部文章都可以在avian.genomics.cn上在線獲得。隨著樣本量的擴大,基因組數據的增多,鳥類生物多樣性等越來越多的關鍵問題可以被回答。鳥類基因組項目還得到了萬種脊椎動物基因組項目(G10K)的科學家們的大力支持。(華大基因
     
     
    用于蝗蟲控制的一種高毒性和特異性性真菌殺蟲劑
     
    真菌病原體綠僵菌(Metarhizium acridum),能特異性感染蝗蟲,已經開發作為控制劑,但它的效用通過長時間緩慢殺滅達到,比化學殺蟲劑費用更高。研究人員發現通過表達4個昆蟲特異性神經毒素能夠提高綠僵菌的殺蟲功效,包括減少致死劑量、作用時間和糧食的損失。重組菌株表達AaIT1(鈉通道阻斷劑),并混合毒素(包括鉀和鈣通道的阻斷劑),產生協同效應,其中包括減少LC5011.5倍,減少43%的LT50和減少78%糧食損失。同時,重組菌株特異性被保留,沒有引起蝗蟲以外的致病性。(Scientific Reports
     
     
    生物世界中的“借刀殺敵”
     
    研究人員揭示出了生物世界中一種有趣的“借刀殺敵”現象,證實細菌可通過動員捕食線蟲真菌來殺死自己的捕食者——線蟲。在自然生態系統中,細菌群落與食細菌線蟲存在獵物和捕食者之間的軍備競賽。而在自然環境中,捕食線蟲真菌可以捕獲和殺死線蟲。一些早期的研究證實,線蟲生成了某些信號物質促進這些真菌中的陷阱形成,但對于這些物質的化學成分卻不是很清楚。研究人員新近發現了細菌通過動員捕食線蟲真菌來殺死線蟲的一種防御機制。這些細菌通過釋放尿素,觸動了少孢節叢孢菌的生活方式開關從腐生形式切換至捕食形式;這種捕食形式是以形成專門的細胞結構(陷阱)為特征。細菌顯著促進了少孢節叢孢菌除去線蟲。此外,研究人員還證實尿素代謝產物氨(ammonia)在這種真菌中發揮信號分子作用,啟動了生活方式開關來形成陷阱結構。(Nature Communications
     
     
    無國界生物多樣性保護
     
    保護區的設立旨在減輕人為因素如生境喪失對生物多樣性造成的壓力。為此,一個國際認同的目標是,到2020年,將保護區網絡擴大到覆蓋世界陸地面積的17%。但生物多樣性在不同國家和不同生境之間是不均勻分布的,這便提出了應當對哪些區域予以保護、以產生最大效果的問題。研究人員發現,通過國際協調行動將保護區網絡擴大到17%這個目標,可能會使受到保護的物種分布范圍和生態區平均增大三倍。而在某個國家內所進行的優化效率就要低很多。而且,如果將所預測的2040年以前的土地利用變化和由此造成的生境喪失考慮進去,要維持當前的保護水平將是不可行的,超過1000個瀕危物種的分布范圍將會減小50%以上。因此,作者提出,要實現有效的生物多樣性保護,土地利用政策和保護區決策必須在國際層面上予以協調。(Nature)
     
     

    來源:基因農業網

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